CN205754358U - 一种航空监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种航空监测系统，包括无线电监测站、航空监测仪和控制中心，无线电监测站分布于各个地区，用于监测各个地区的无线电信号及电磁环境，航空监测仪设置于无线电监测站内，航空监测仪包括信号接收模块、解码器、特定频点检测模块和特定频点功率采集模块，信号接收模块用于接收空中飞机发送的相关信号，解码器用于实时解码该相关信号，特定频点检测模块和特定频点功率采集模块用于检测和采集无线电监测站附近的特定频点的功率信息，控制中心分别与无线电监测站和航空监测仪连接，实时监测空域内的电磁环境，为飞机排查干扰提供便利。

Description

一种航空监测系统

技术领域

本实用新型涉及无线电监测技术领域，更具体地说是指一种航空监测系统。

背景技术

随着现在无线电以及相关技术设备的快速发展，给人们通信、生活带来极大的便利，但是在实际使用的过程中，其所带来的电磁环境也日益复杂。民用航空频段通讯时常受到无线电的影响和干扰，严重威胁到民航客机的飞行安全。

目前，当民航客机遇到无线电干扰时，民航部门向无线电管理部门提出干扰投诉，由监测站、频率站科、执法检查可提出处理意见后，再让无线电监测分站组织技术力量进行处理，例如，排查路测干扰信号、申请无人机进行空中排查等方式。然而，这种处理投诉方案反应时间长，处理速度慢，无线电管理人员利用无人机或者自身经验来查找干扰信号时，并不了解当时民航客机的飞行状态信息以及当时的电磁环境，排查时将会造成投入成本巨大，查找时间冗长，有给人一种“为时已晚”的感觉。

发明内容

本实用新型提供一种航空监测系统，以解决现有民航客机无法实时监测记录当前电磁环境，受干扰后处理速度慢，投入成本高，查找时间长等问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种航空监测系统，包括无线电监测站、航空监测仪和控制中心，所述无线电监测站分布于各个地区，用于监测各个地区的无线电信号及电磁环境，航空监测仪设置于所述无线电监测站内，航空监测仪包括信号接收模块、解码器、特定频点检测模块和特定频点功率采集模块，所述信号接收模块用于接收空中飞机发送的相关信号，所述解码器用于实时解码该相关信号，所述特定频点检测模块用于检测无线电监测站附近的一些特定频点的功率信息，所述特定频点功率采集模块用于采集该特定频点的功率值，所述控制中心分别与所述无线电监测站和航空监测仪连接。

进一步地，所述信号接收模块包括天线，S通道接收模块和ACARS通道接收模块。

进一步地，所述解码器包括S模式解码模块和ACARS模式解码模块。

进一步地，所述S模式解码模块和ACARS模式解码模块均包括依次连接的AD电路、FPGA电路和DSP电路，AD电路主要对信号接收模块接收的中频信号进行数据采样（即将接收的模拟信号转换成数字信号）；FPGA电路主要完成对采样数据的处理，包括数据编码、调制、解调、解码、检错和纠错等；DSP电路主要实现与外部设备的数据通信功能。

进一步地，所述控制中心包括一级控制中心、二级控制中心和三级控制中心，所述三级控制中心分别与所述无线电监测站和航空监测仪连接，所述二级控制中心与分别与所述三级控制中心和一级控制中心网络连接。

进一步地，所述三级控制中心包括中央处理器、储存器和网络通讯接口，中央处理器用于对航空监测仪和无线电监测站采集的数据进行处理融合，形成航空监测信息，并通过所述网络通讯接口将该航空监测信息上传给二级控制中心，储存器用于记录存储航空监测仪及无线电监测站反馈的数据。

进一步地，所述二级控制中心连接有多个三级控制中心，所述二级控制中心用于汇总所属区域内的三级控制中心反馈的航空监测信息，并按照一级控制中心指令，上传所属区域内的航空监测信息给一级控制中心。

进一步地，所述一级控制中心连接有多个二级控制中心，所述一级控制中心用于收集、处理和记录全区域内的航空监测信息，并对一些设定状态进行报警。

进一步地，所述航空监测信息包括飞机的ID号、经纬度、高度、飞行速度、紧急和告警信息，同时还包括无线电监测站附近特定频点的功率信息及电磁环境。

由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型一种航空监测系统，包括无线电监测站、航空监测仪和控制中心，其中无线电监测站可以采用各个地区现有的无线电监测站，航空监测仪提供感兴趣的飞机实时经纬度信息后，控制中心提取该飞机附近现有的无线电监测站的监测数据，同时结合航空监测仪采集的特定频点的功率信息，实时记录、显示该飞机所处空间的无线电情况和电磁环境，当飞机受干扰时，便于无线电管理人员了解当时航空的无线电情况及电磁环境，提高无线电管理人员的排查效率，缩短查找时间，同时，能够充分利用已有的无线电监测站或设备，达到整合资源的目的，节约成本。另外，本实用新型还可以根据飞机的ID号和民航部门沟通，了解飞机飞行航线，预先监测航线上电磁环境，查找是否存在特定频点的干扰信号，告知航班。

2、本实用新型控制中心采用三级架构模式，一级控制中心是省级控制中心，二级控制中心是市级控制中心，三级控制中心是用于地区信息采集的区级控制中心，具有多层次，多方面，多样化等特点，拥有大数据存储和处理功能，有利于之后系统性能改善、功能扩展、系统延伸等发展。

3、本实用新型解码模块采用DSP电路、FPGA电路和AD电路完成对飞机相关信号的解码等数据处理，充分利用FPGA性能好、资源丰富、并行处理能力强以及开发环境优雅等特点，快速实时的完成对飞机相关信号的数据处理和编解码等功能。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型航空监测仪结构框图；

图3为本实用新型航空监测仪原理框图；

图4为本实用新型解码模块原理框图；

图5为本实用新型信号解码处理流程图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型实施例的具体实施方式。

参照图1，一种航空监测系统，包括无线电监测站1、航空监测仪2和控制中心3，无线电监测站1可以采用分布于各个地区现有的无线电监测站1，用于监测各个地区的无线电信号及电磁环境；航空监测仪2设置于无线电监测站1内，用于采集空中飞机发送的相关信号，并检测采集无线电监测站1附近的一些特定频点的功率信息；控制中心3分别与无线电监测站1和航空监测仪2连接。

参照图2,，航空监测仪2包括信号接收模块21、解码器22、特定频点检测模块23和特定频点功率采集模块24，信号接收模块21用于接收空中飞机发送的相关信号，解码器22用于实时解码该相关信号，特定频点检测模块23用于检测无线电监测站1附近的一些特定频点的功率信息，特定频点功率采集模块24用于采集该特定频点的功率值。

参照图2和图3，信号接收模块21包括天线211、S通道接收模块212和ACARS通道接收模块213，其中天线211采用覆盖范围更大的高增益天线，以实现100～150KM范围内实时接收到飞机发送的相关信号；S通道接收模块212和ACARS通道接收模块213分别与天线211连接，用于接收飞机发送的S模式应答信号和ACARS模式应答信号。

参照图2和图3，解码器22包括S模式解码模块221和ACARS模式解码模块222，S模式解码模块221和ACARS模式解码模块222分别用于S模式应答信号和ACARS模式应答信号进行解码等数据处理，从而获取飞机相应的信息，如飞机的ID号、经纬度、高度、飞行速度、紧急和告警信息等信息。

参照图3、图4和图5，S模式解码模块221和ACARS模式解码模块222均包括依次连接的AD电路、FPGA电路和DSP电路，AD电路主要对信号接收模块21接收的中频信号进行数据采样（即将接收的模拟信号转换成数字信号）；FPGA电路主要完成对采样数据的处理，包括数据编码、调制、解调、解码、检错和纠错等；DSP电路主要实现与外部设备的数据通信功能。其中，FPGA具体数据处理流程如下：FPGA电路对AD电路量化采样后的数字信号分别进行ASK解调和DPSK解调，再ASK解调后数据再进行门限及窄脉冲处理，根据S模式或ACARS模式的格式提取同步脉冲P1和P2，如果满足同步头脉冲条件，则进行上下天线比幅，对幅度强的信号询问旁瓣抑制处理，同时提取DPSK 解调后的脉冲数据，根据脉冲的幅度宽度等信息进行判断，提取询问数据（56bits或112bits），将询问数据进行译码处理并进行数据检错处理，完成后将数据按照协议打包成帧送入DSP处理器。由此，充分利用FPGA性能好、资源丰富、并行处理能力强以及开发环境优雅等特点，快速实时的完成对飞机相关信号的数据处理和编解码等功能，获取所需的飞机相关信息。

参照图1，控制中心3采用三级架构模式，包括一级控制中心、二级控制中心和三级控制中心，一级控制中心是省级控制中心31，二级控制中心是市级控制中心32，三级控制中心是用于地区信息采集的区级控制中心33。

参照图1和图3，区级控制中心33分别与该地区内的无线电监测站1和航空监测仪2连接，区控制中心33包括中央处理器331、储存器332和网络通讯接口333，中央处理器331用于对航空监测仪2和无线电监测站1反馈的数据进行处理融合，形成包括飞机的ID号、经纬度、高度、飞行速度、紧急信号、告警信息和无线电监测站1附近特定频点功率信息及其电磁环境的航空监测信息，并通过网络通讯接口333将该航空监测信息上传给市级控制中心22，储存器332则用于记录存储航空监测仪2及无线电监测站1反馈的数据，便于以后人机交互查看。

参照图1，市级控制中心32通过网络连接有多个区级控制中心33，市级控制中心32属于中转级别，用于汇总所属区域内的区级控制中心33反馈的航空监测信息，并按照省级控制中心31指令，上传所属区域内的航空监测信息给省级控制中心31。

参照图1，省级控制中心31通过网络连接有多个市级控制中心32，省级控制中心31用于收集、处理和记录全省内的航空监测信息，建立数据库，实现对全省空域监测，及时掌握、处理出现的情况，并对一些设定状态或特定频点进行报警。并且，省级控制中心31还可以将航空监测信息通过地图显示，即全省空域内的飞机航迹通过谷歌或百度地图显示，并可选择显示感兴趣的飞机航线上的无线电情况等信息。

综上所述，本实用新型具有如下功能：

1、实时监测全省空域，并可通过谷歌或百度地图显示监控区域内飞机航迹，同时记录监控区域内无线电情况及电磁环境。

2、当飞机受到干扰时，可实时提供飞机附近的无线电监测站1和航空监测仪2的监测数据，便于分析干扰原因，提高无线电管理人员的排查效率，缩短查找时间。

3、根据实际需求，设定会对飞机产生干扰的特定频点，并预先监测感兴趣飞机的航线上无线电情况，当发现特定频点时，提前警报。

4、控制中心3采用三级架构模式，具有多层次，多方面，多样化等特点，拥有大数据存储和处理功能，有利于之后系统性能改善、功能扩展、系统延伸等发展。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种航空监测系统，其特征在于：包括无线电监测站、航空监测仪和控制中心，所述无线电监测站分布于各个地区，用于监测各个地区的无线电信号及电磁环境，航空监测仪设置于所述无线电监测站内，航空监测仪包括信号接收模块、解码器、特定频点检测模块和特定频点功率采集模块，所述信号接收模块用于接收空中飞机发送的相关信号，所述解码器用于实时解码该相关信号，所述特定频点检测模块用于检测无线电监测站附近的特定频点的功率信息，所述特定频点功率采集模块用于采集该特定频点的功率值，所述控制中心分别与所述无线电监测站和航空监测仪连接。

2.根据权利要求 1 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述信号接收模块包括天线、S通道接收模块和ACARS通道接收模块。

3.根据权利要求 2 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述解码器包括S模式解码模块和ACARS模式解码模块。

4.根据权利要求 3 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述S模式解码模块和ACARS模式解码模块均包括依次连接的AD电路、FPGA电路和DSP电路，AD电路主要对信号接收模块接收的中频信号进行数据采样，FPGA电路主要完成对采样数据的处理，DSP电路主要实现与外部设备的数据通信功能。

5.根据权利要求 1 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述控制中心包括一级控制中心、二级控制中心和三级控制中心，所述三级控制中心分别与所述无线电监测站和航空监测仪连接，所述二级控制中心与分别与所述三级控制中心和一级控制中心网络连接。

6.根据权利要求 5 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述三级控制中心包括中央处理器、储存器和网络通讯接口，中央处理器用于对航空监测仪和无线电监测站采集的数据进行处理融合，形成航空监测信息，并通过所述网络通讯接口将该航空监测信息上传给二级控制中心，储存器用于记录存储航空监测仪及无线电监测站反馈的数据。

7.根据权利要求 6所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述二级控制中心连接有多个三级控制中心，所述二级控制中心用于汇总所属区域内的三级控制中心反馈的航空监测信息，并按照一级控制中心指令，上传所属区域内的航空监测信息给一级控制中心。

8.根据权利要求 7 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述一级控制中心连接有多个二级控制中心，所述一级控制中心用于收集、处理和记录全区域内的航空监测信息，并对一些设定状态进行报警。

9.根据权利要求 6或7或8 所述的一种航空监测系统，其特征在于：所述航空监测信息包括飞机的ID号、经纬度、高度、飞行速度、紧急和告警信息，同时还包括无线电监测站附近特定频点的功率信息及电磁环境。